L’origine bleue de Bezos pourrait transporter un radiotélescope futuriste vers la face cachée de la Lune

Dans les contreforts de la chaîne de montagnes Rocheuses du Colorado —- une région bien connue pour sa technologie spatiale de pointe —- Jack Burns, professeur d’astrophysique de longue date à l’Université du Colorado, Boulder —- pourrait enfin voir une vision vieille de plusieurs décennies d’un radiotélescope lunaire à basse fréquence se concrétise.

Depuis le milieu des années 1960, Burns et ses collègues affirment que la face cachée de notre Lune constituerait un endroit parfait pour la radioastronomie à basse fréquence.

« C’est l’endroit le plus calme radio du système solaire intérieur », m’a dit Burns dans son bureau de Boulder. Pour obtenir ce silence, il faudrait aller jusqu’à l’orbite équivalente de Jupiter afin de réduire la quantité de bruit radio provenant de la Terre au même niveau qu’il se trouve de l’autre côté de la Lune, dit-il.

Mais contrairement aux initiatives précédentes visant à faire d’un réseau de télescopes lunaires de la face cachée une réalité, cette fois, l’accessibilité de la technologie spatiale commerciale a créé un changement de paradigme, de sorte que de nouveaux acteurs spatiaux comme Blue Origin de Jeff Bezos ont exprimé un vif intérêt à transporter ce réseau télescopique vers la Lune. . Cependant, il reste à déterminer si cet ambitieux réseau distant d’un milliard de dollars sera finalement financé uniquement par la NASA ou via un partenariat public-privé.

Blue Origin aimerait que la NASA les finance pour amener notre télescope mais sur la Lune, dit Burns. Mais Bezos lui-même s’intéresse à la science, note Burns.

Bien que la technologie du Farside Array for Radio Science Investigation of the Dark Ages and Exoplanets (FARSIDE) soit déjà en place, l’atterrisseur lunaire lui-même a encore besoin de quelques touches de finition. Ainsi, FARSIDE ne devrait pas voir la première lumière sur la surface lunaire avant 2030 au plus tôt.

Quand ce sera le cas, le réseau permettra de mesurer avec précision l’âge sombre du cosmos, avant la naissance des premières étoiles et avant la formation de la première structure galactique. Fonctionnant bien en dessous de la bande FM dans la gamme de fréquences comprise entre 10 et 40 MHz, FARSIDE serait capable d’observer le cosmos alors qu’il n’avait que 15 à 80 millions d’années. Ou moins de 100 millions d’années après le big bang lui-même.

FARSIDE consisterait en 128 paires d’antennes dipôles mises en place robotiquement par quatre rovers lunaires. Une fois le réseau de 10 km de diamètre mis en place, il combinerait ses signaux électroniquement.

Et en un seul atterrissage, l’atterrisseur Blue Moon de Blue Origin serait assez grand pour apporter tout ce dont le réseau FARSIDE aurait besoin. Le réseau lui-même s’étendrait de son centre un peu comme une roue de chariot en spirale dans quatre directions cardinales à partir d’une plaine plate équatoriale sud.

Une partie de mon équipe de recherche apprend à télé-opérer ces rovers à distance ; déployer les instruments sans s’emmêler ; et, pour manœuvrer autour des rochers et des cratères, Burns, l’investigateur principal du réseau FARSIDE, m’a dit. Un satellite de télécommunications éloigné relayerait les données vers la Terre.

Le principal objectif scientifique de FARSIDE sera d’étudier l’hydrogène neutre primordial fortement décalé vers le rouge qui se trouve dans la bande des 21 centimètres du spectre radio. Cela permettra à Burns et à ses collègues d’avoir un aperçu radio de la structure la plus ancienne autorisée par de telles basses fréquences.

L’univers est en expansion, il étire donc ces longueurs d’onde de sorte qu’au moment où elles nous parviennent, elles se situent entre des dizaines et des centaines de mètres de longueur d’onde ; c’est pourquoi c’est une fréquence très basse, dit Burns.

L’univers primitif a commencé comme une soupe à haute énergie de particules élémentaires – électrons et protons – après le big bang, dit Burns. Au fur et à mesure que l’univers s’étendait, il se refroidissait; permettant finalement aux électrons et aux protons de se combiner pour former des atomes d’hydrogène neutres, note-t-il.

Même s’il n’y avait pas encore d’étoiles, les noyaux des premières étoiles du cosmos se formaient et s’effondraient.

Il y a environ 100 à 200 millions d’années, les toutes premières étoiles se sont allumées ; chacun environ 100 fois la masse de notre Soleil.

« La gravité affecte l’hydrogène neutre, nous verrons donc l’empreinte de ces premières étoiles dans les signaux que nous observerons avec FARSIDE », a déclaré Burns. Nous essayons de comprendre comment les toutes premières étoiles et galaxies se sont formées et comment cette voie nous a finalement conduits, dit-il.

Un autre objectif scientifique majeur de FARSIDE sera de rechercher les éjections de masse coronale et les éruptions solaires des étoiles proches et de mesurer leurs effets sur leurs systèmes solaires internes. Si de tels systèmes abritent des planètes semblables à la Terre, l’équipe FARSIDE recherchera des signes indiquant que ces planètes ont des champs magnétiques globaux.

La raison pour laquelle nous avons de la vie sur notre planète et que Mars n’a pas de vie évidente à la surface est que nous avons un champ magnétique et que Mars n’en a pas, dit Burns. Mars en avait un jusqu’à il y a quelques milliards d’années et il s’est éteint et le vent solaire a dépouillé l’atmosphère et frit sa surface, dit-il.

Si une planète extrasolaire située dans la soi-disant zone habitable d’un système solaire donné n’a pas également un champ magnétique global, alors ses chances de vie seront considérablement réduites. Ainsi, l’une des prochaines étapes pour déterminer le quotient d’habitabilité d’une exo-Terre à proximité consiste à déterminer si elle abrite actuellement un champ magnétique existant. À cette fin, FARSIDE vous aidera.

FARSIDE sera capable de mesurer la force des champs magnétiques autour de ces planètes, explique Burns.

FARSIDE reste un Saint Graal basé sur l’observation lunaire. Mais la NASA et ses sous-traitants commerciaux ont prévu deux missions précurseurs de radiotélescope lunaire pour prouver à la fois la science et la technologie nécessaires pour faire de FARSIDE une réalité.

Les observations d’ondes radio à la surface lunaire de la gaine photo‐électronique (ROLSES) atterriront sur la face visible lunaire plus tard cette année. Et l’expérience sur l’électromagnétisme de la surface lunaire (LuSEE) fera un atterrissage lointain en 2025.

« La Lune est maintenant plus accessible à un coût raisonnable que jamais auparavant », a déclaré Burns. « Les technologies ont avancé pour le rendre abordable. »

Tout ce dont nous avons besoin, c’est d’un atterrisseur, d’un satellite de communication lunaire et du financement, dit-il.